Projet QMAG : Senseur quantique pour la détection d’anomalies de champs magnétiques

Le projet QMag a pour objectif de développer un senseur de champ vectoriel à bas coût, fiable et plus efficace en utilisant la technologie de senseur quantique d’anomalies de champ magnétique (SQACM) propre à l’Université de Sherbrooke. L’unité fondamentale du SQACM est un défaut atomique dans le diamant dont les propriétés quantiques à température pièce en font un senseur extrêmement sensible aux anomalies de champ.

 

Les anomalies de champ magnétique terrestre sont de faibles perturbations induites par des objets magnétiques ou métalliques. La détection d’anomalies de champ magnétique (DACM) est utilisée par la défense nationale afin de détecter des menaces et mener des opérations de surveillance ainsi que par l’industrie minière pour localiser des gisements sous terre ou sous l’eau. Actuellement, les détecteurs de champ magnétique terrestre commerciaux sont coûteux, énergivores, volumineux et nécessitent une compensation de température, ce qui réduit drastiquement ses applications potentielles. Le postdoctorant David Roy-Guay, l’étudiant à la maîtrise Louis Haeberlé et les ingénieurs électrique du Groupe de Recherche en Appareillage Médical de Sherbrooke ont élaboré la première itération de l’électronique compacte nécessaire pour réaliser la résonance de spin détectée optiquement, à la base de la magnétométrie sur diamant. Dans le cadre de ce projet, les travaux sur le brevet « Magnétomètre vectoriel et procédés associés pour détecter une amplitude et une orientation d’un champ magnétique » ont été complétés à l’international (WO2017173548).

Contrairement aux détecteurs d’anomalie commerciaux, les SQACMs remplissent tous les éléments nécessaires pour la détection autonome à bord de drones, dont la capacité de mesurer le vecteur de champ dans un très petit volume, une opération moins sensible en température et une mesure du champ absolu contrairement à relative. Des drones équipés de SQACMs permettraient de cartographier de grandes étendues de territoires, afin de permettre, entre autres, la prévention de pannes électriques et de déversements de pipelines.

La technologie quantique a pu progresser significativement et une grande variété d’intervenants a été rencontrée. Le projet a, entre autres, permis de prendre contact avec le Conseil national de recherches Canada (CNRC) et les ateliers de Quantum Canada, avec le domaine minier ainsi qu’avec Recherche et Développement pour la Défense du Canada. Grâce à ces contacts, le Flight Research Lab du CNRC a été un partenaire majeur dans une INNOV I par le biais de leur contribution pour des tests du prototype.

Suite à une amélioration du prototype fonctionnel, des tests de performance seront réalisés en environnement contrôlé et par la suite sur le terrain, et ce en partenariat avec le CNRC.

Suite du projet

La suite du projet se concrétisera à l’aide d’une subvention CRSNG INNOV I sur un an, d’une valeur de 125 000 $. Celle-ci permettra une deuxième ronde de miniaturisation afin de rendre le prototype compatible à son opération sur un drone pour des démonstrations sur le terrain.

À la fin de ce projet, la volonté est de confirmer que la technologie peut remplir les besoins du marché de la DACM à longue portée pour l’armée et la géologie. Le projet révélera également le potentiel de la détection à courte portée, pouvant être appliquée en microélectronique, dans les services publics et bien plus. Un contrat avec le privé a également émergé grâce au développementdu prototype. Ce dernier pourrait créer un nouveau marché pour les détecteurs d’anomalies de champ magnétique, soit celui de l’assurance qualité.

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